Energy harvesting : quand l'IoT veut se passer de batterie

Energy harvesting : quand l'IoT veut se passer de batterie En perpétuel développement, l'IoT accueille un nouveau concept : l'energy harvesting. Définition, fonctionnement rôle dans l'IoT, voici tout ce qu'il faut savoir sur cette alternative à la batterie traditionnelle.

[Mis à jour le  19 mai 2020 à 08h00] Des chercheurs de l'Université de Newcastle au Royaume-Uni et de l'Université d'Uppsala en Suède veulent optimiser le fonctionnement de l'energy harvesting en s'appuyant sur deux paramètres : l'utilisation de différents colorants sur les cellules photovoltaïques pour récupérer plus efficacement la lumière artificielle et le recours à de l'apprentissage automatique pour déterminer le moment où l'appareil alimenté par la cellule solaire aurait le plus accès à l'énergie afin de planifier des actions. Les activités intensives, telles que l'installation de mises à jour, seraient ainsi programmées lorsque la lumière disponible est la plus importante dans la journée.

Energy harvesting : qu'est-ce que c'est ?

L'energy harvesting, que l'on peut traduire par "récolte d'énergie" ou "énergie de récupération" en français, désigne une technologie destinée à capter une énergie issue de l’environnement (ou de l’activité humaine) pour pouvoir ensuite faire fonctionner un appareil électronique. A l’instar des énergies renouvelables, l’energy harvesting valorise les sources d’énergie naturellement présentes dans notre environnement.

Quelles énergies récolter ?

Plusieurs énergies peuvent être récoltées pour l’energy harvesting. C’est le cas notamment de l’énergie solaire, de l’éolien, de l’énergie thermique, ou encore de l’énergie issue des vibrations et des mouvements du corps. En termes techniques, les technologies de production d’énergie/d’électricité par energy harvesting se résument à l’énergie cinétique, la piézoélectricité, l’électromagnétisme, la thermoélectricité, le photovoltaïque et quelques autres encore.

Quelles puissances fournies par l’energy harvesting ?

Capable d’exploiter des sources d’énergie les plus infimes, l’energy harvesting fournit une puissance assez limitée (de l’ordre de quelques watts seulement). De fait, l’energy harvesting se destine exclusivement à des objets connectés de petite taille nécessitant une puissance faible pour pouvoir fonctionner. C’est le cas par exemple :

  • Pour un interrupteur autonome ou un trottoir piézoélectrique
  • Pour les objets de l’électronique vestimentaire
  • Pour un réveil solaire
  • Etc.

Les appareils sans pile peuvent avoir une durée de vie de plus de 20 ans, souligne l'entreprise Enocean. Le marché de la smart home est celui où l'usage de l'energy harvesting est le plus répandu mais les industriels s'intéressent de plus en plus à cette technologie, à l'image de Naval Group pour équiper ses sous-marins. De son côté, l'opérateur IoT Sigfox prévoit de développer pour les acteurs de la supply chain des étiquettes alimentées par energy harvesting afin d'effectuer le traçage de leurs colis. Cette méthode de récupération de l'énergie permet également à l'entreprise LeanConnected de fournir des solutions IoT dans les milieux isolés, notamment pour les refuges, stations météo et les parc nationaux dans les Pyrénées.

Zoom sur le développement des biopiles

Depuis plusieurs années, de nombreux chercheurs s’évertuent à trouver de nouvelles sources d’énergie toujours plus "propres" et écologiques. Il se pourrait aujourd’hui que la nature leur ait apporté une réponse sur mesure. Capable de transformer l’énergie chimique en énergie électrique, la biopile se distingue de son aînée dans sa composition : des composants 100% naturels, donc biodégradables, loin des effets nocifs et polluants des métaux tels que le manganèse ou le platine. Le glucose, les bactéries ou encore les plantes se présentent désormais comme les ambassadeurs de biopiles plus respectueuses de l’environnement. Dans ce domaine, les alternatives à la pile traditionnelle se multiplient. L’entreprise BeFC basée à Grenoble a notamment mis au point une pile écologique à base… de papier ! En Californie, des chercheurs sont parvenus à mettre au point une pile à combustion alimentée par des algues. Des avancées majeures qui en appellent beaucoup d’autres dans les années à venir.

Dictionnaire de l'IoT